现在我算是发现了,计算机这里就是得一直不停的学,卷完c++卷java,卷完java卷python,卷完python卷机器学习、深度学习。《荀子·劝学篇》:“君子曰:学不可以已。”
之前一直学python学得比较碎片化,现在系统的学一下。
1. Python 是解释型语言: 开发过程中没有了编译这个环节。类似于PHP和Perl语言
2. Python 是交互式语言: 可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。我理解这个就是解释型的一部分,也就是不需要先编译,然后再执行,可以直接执行
3. Python 是面向对象语言: Python支持面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。懂得都懂,这个和java,C++都是一样的。
Python发展史:Guido 一个超级大佬,为了打发无聊时间开发出来的(what)现在用的一般是3.10。 因此2.0现在就不学了。在我的视角Python3.10有点像java8。
Python编译和运行过程
我理解这还是有一定的编译性在里面的,也就是Python结合了编译性。首先将Python源代码(.py文件)编译生成Python字节码(Python Byte Code,字节码文件的扩展名一般是.pyc),然后再由Python虚拟机(Python Virtual Machine,简称PVM)来执行Python字节码,最后在终端输出运行结果。好吧,有种似曾相识的感觉,有点像Java的虚拟机。
通过以上编译和运行过程可分析:Python是一种解释型语言,指的是解释Python字节码,而不是Python源代码。这种机制的基本思想与Java和.NET是一致的。
3.1 Python解释器
Python解释器(Interpreter)是把Python语言翻译成计算机 CPU 能听懂的机器指令。
首先可以在命令提示行输入python --version来查看python的版本:
$ python --version
Python 3.7.4
那这个Python解释器其实就是相当于java的编译器javac;然后PVM就相当于java的虚拟机JVM。Python就是自动化了编译和执行的过程,因此它叫解释型的语言。而java的话,它需要手动的去编译,然后再手动的执行,因此就是编译型语言。其实Python解释器有点像java的编译器(javac) 和虚拟机(JVM)的结合体。
Python解释器种类
- Cpython:用C语言开发的,在命令行下运行Python就是启动Cpython解释器,官方下载的python2.7均为Cpython。Cpython用>>>作为提示符。
- Ipython:基于CPython之上的一个交互式解释器,也就是说,IPython只是在交互方式上有所增强,但是执行Python代码的功能和CPython是完全一样的。IPython用In [序号]:作为提示符。
- PyPy:主要针对执行速度。采用JIT技术,对Python代码进行动态编译。绝大部分Python代码都可以在PyPy下运行。
- Jpython:运行在Java平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成Java字节码执行。
- IronPython:运行在微软.Net平台上的Python解释器,可以直接把Python代码编译成.Net的字节码。
- Boost.Python:使得Python和C++的类库可互相调用(.pyc)。
Python文件的后缀就是.py,类似于java的.java 然后字节码文件就是.pyc类似于java的.class
可以在命令提示符中输入"Python"命令来启动Python解释器:
$ python
C:\Users\Fixmytek>python
Python 3.10.11 (tags/v3.10.11:7d4cc5a, Apr 5 2023, 00:38:17) [MSC v.1929 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
可以看到我是用的Cpython解释器,因为Cpython解释器就是用>>>作为提示符的。
Python虚拟机
python并不将py文件编译为机器码来运行,而是由python虚拟机一条条地将py语句解释运行(先通过解释器,然后再通过虚拟机),python虚拟机的执行方式就是模仿普通x86可执行文件运行方式。
虚拟机输入为字节码.pyc文件,由字节码文件加载器将二进制的.pyc文件加载到内存,由执行引擎解释执行,输出为字节码文件的执行结果。
Python的应用
Python的应用主要有以下领域:
- Linux/UNIX运维:提供API(Application Programming Interface应用程序编程接口),能方便进行系统维护和管理。
- GUI程序开发(PyQt、Kivy等)
- Web程序开发(Django、Flask等框架):支持最新的XML技术。
- 移动App开发(PyQt、Kivy等):Python的PyOpenGL模块封装了“OpenGL应用程序编程接口”,能进行二维和三维图像处理。PyGame模块可用于编写游戏软件。
- 网络爬虫(为搜索引擎、深度学习等领域提供数据源)
- 网络编程(基于Socket等协议):提供丰富的模块支持sockets编程,能方便快速地开发分布式应用程序。很多大规模软件开发计划例如Zope,Mnet 及BitTorrent. Google都在广泛地使用它。
- 图形处理:有PIL、Tkinter等图形库支持,能方便进行图形处理。
- 文本处理:python提供的re模块能支持正则表达式,还提供SGML,XML分析模块,许多程序员利用python进行XML程序的开发。
- 数据库编程:可通过遵循Python DB-API(数据库应用程序编程接口)规范的模块与Microsoft SQL Server,Oracle,Sybase,DB2,Mysql、SQLite等数据库通信。python自带有一个Gadfly模块,提供了一个完整的SQL环境。
- 数据科学:NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口。机器学习(scikit-learn、TensorFlow框架)、数据统计分析和可视化(Matplotlib、seaborn框架)。
python应用举例:
- Google - 谷歌在很多项目中用python作为网络应用的后端,如Google Groups、Gmail、Google Maps等
- NASA - 美国宇航局,从1994年起把python作为主要开发语言
- 豆瓣网 - 图书、唱片、电影等文化产品的资料数据库网站
- Torchlight --Python编写的大型3D游戏,原Blizzard公司人员制作发行,开源
- Blender - 以C与Python开发的开源3D绘图软件 在科学研究中也得到广泛的应用
Python的特点
- 简单易读易学:Python是非常简单的语言,并且具有清晰的风格和强制缩进,Python具有简单的语法,极其容易入门。
- 免费其开源:Python是自由/开放源码的软件。可以自行对其源代码进行修改使用。
- 可移植性:Python可以被移植在许多平台上,常用的平台包括Linux、Windows、VxWorks、PlayStation、Windows CE、PocketPC等。
- 解释性: Python解释器把源代码转换成字节码,然后再把它翻译成计算机使用的机器语言并运行,即Python代码在运行之前不需要编译。
- 面向对象:Python支持面向对象的编程。程序通过组合(composition)与继承(inheritance)的方式定义类(class)。
- 可扩展性:如果需要一段关键代码运行得更快或者希望某些算法不公开,那么可以将部分程序用C或C++进行编写,然后在Python程序中调用。
- 可嵌入性:可以把Python嵌入C/C++程序,从而向程序用户提供脚本功能。
- 交互式命令行:python可以单步直译运行,可以在一个 Python 提示符 >>> 后直接执行代码。
- 丰富的标准库:Python标准库包括字符串处理(字典、数组切片、正则表达式re)、文档生成、多线程、串行化、数据库、HTML/XML解析(BeautifulSoup,Expat)、单元测试(PyUnit)、代码版本控制(PySVN)、WAV文件、网络控制(urllib2)、密码系统、GUI(图形用户界面,PyQt)、图形模块(Tkinter、PyTCL、WxPython)等。除了标准库以外,还有许多其他高质量的库,如wxPython、Twisted和Python图像库等等。
- 规范性:采用强制缩进的方式使得代码具有较好可读性,减少了视觉上的错乱。
- 胶水语言:python经常用作将不同语言编写的程序“粘”在一起的胶水语言。Boost.Python使得Python和C++的类库可互相调用(.pyc);Jpython是用Java实现的Python,可以同时使用两者的类库;Ironpython是Python在.NET平台上的版本。
6 Python优点
- 易于学习,非常适合初学者,也特别适合专家使用
- 可伸缩程度高,适于大型项目或小型的一次性程序(称为脚本)
- 可移植,跨平台
- 可嵌入(使 ArcGIS 可脚本化)
- 稳定成熟
- 用户社区规模大